JPH0262500A - 断熱材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、断熱材に関するものである。

［従来の技術］ 断熱材は、従来から種々の用途に用いられており、その
種類も非常に多い。

無機質のマット状のものも非常に多く用いられている。

ここで、マット状とは無機質短繊維を接着剤、又は機械
的に絡ませて板状にすることをいう。

無機質材料としては、石綿、グラスウール等が使用され
、これらをマット状にしたものが市販されている。これ
らは、耐熱性が高（、かつ内部に多数の気孔又は空間を
有しているため、断熱性が高い。さらに、加工が容易で
、軽量であるため最も多く用いられているものである。

また、板状の金属を無機質材料の中間に挟持したものも
考案され、使用され始めている。これは断熱材中の空気
の対流を遮断することによって、対流による放熱、伝熱
を軽減するという効果を有したものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上述した如き従来の無機質断熱材ではその断熱
効果からして、厚いものにならざるを得なかった。断熱
材自体は装置を無用に大きくし、所要面積を拡げる等無
駄であることは論を待たない。即ち、断熱材自体は同様
の効果があれば、薄ければ薄いほどメリットがあるので
ある。

前記した無機質材料に鉄やアルミニウムを挟持したもの
は、上記の効果を有するものではあるが金属であるが故
に、耐熱性が低く、６００℃乃至８００℃以上の使用に
は耐えないものである。

よって、本業界では、従来のものよりもさらに一層薄く
、同様の効果のある断熱材が要望されていた。

［課題を解決するための手段］ そこで本発明者等は、まず、マット状とした断熱材の中
間部に好適な材質のものを挟み込み、上記効果を呈する
断熱材を得るために、金属箔、金属板、セラミックス、
等々のものを用い種々試作実験を重ねてみた。

その結果本発明を完成したものであり、その特徴とする
ところは、無機質マットの中間部に膨張黒鉛製の板状体
を挟持した点にある。

ここで、無機質とは、無機の材料をいい、ガラス、石綿
、岩綿、グラファイト、セラミック等をいう。

マットとは、前記した不織布状のものをいい、その厚み
は、必要とする断熱効果によって異なるが、取り扱いの
容易性等から１０〜１００ｍｍ程度が好適である。大き
さは、通常の板状断熱材と同様で断熱すべき装置等によ
って適宜選択すればよい。

また、マット自体の形状も、板状のみに限らず、配管等
に使用する場合には円筒の半割状、その他面面に使用す
る場合には湾曲状等と適宜選択すればよい。

膨脹黒鉛とは、次のような製法によって得られるもので
ある。

天然黒鉛、熱分解黒鉛、キッシュ黒鉛等を硫酸や硝酸ナ
トリウム、過マンガン酸カリウム又は臭素やハロゲン化
物等で処理すると眉間化合物が得られる。この眉間化合
物は、黒鉛の層状構造の眉間に他の反応物質が浸入して
、炭素平面と結合を持ち、炭素の層状構造を維持したま
まの結晶化合物をいう。これを、高温で熱処理すること
によって、眉間化合物がガスを発生し、それにより黒鉛
層間は拡張される。通常、炭素平面と直角の方向に１０
０倍程度拡張する。この拡張された黒鉛が膨張黒鉛であ
る。

この膨張黒鉛には、バインダーとして酢酸セルロースや
フェノール樹脂等の合成樹脂を混合しても良い。また、
酸化黒鉛を配合したものを用いても良い。酸化黒鉛とば
、黒鉛酸とも呼ばれるものであり、炭素の結合環平面に
酸素等が共有結合している構造のものをいう。

結局、本発明でいう膨張黒鉛は、主剤として前記した膨
張黒鉛が含まれておれば良く、その他のものを混合する
ことは自由である。

膨脹黒鉛は、多層となっており、その層を貫通する方向
の断熱性が高いという特性を利用したものである。

この点について詳述する。まず、厚さｄ、広さＳのシー
ト状体を、金属及び膨張黒鉛で製作したとする。すると
、金属の場合にはその構造に方向性はないが、膨張黒鉛
製のものの場合には、層状構造を採るという性質があり
、層に沿った方向と層を垂直に貫く方向との熱伝動率に
３０：１という差がある。（金属の場合には当然この比
は１：１である） 従って、広さＳの両シート状体の片面の中央部分１点を
加熱した場合には、金属製のものの場合にはこの１点を
中心に放射状にその熱が伝動されることになり、膨張黒
鉛製のものの場合には概略的には広さ方向同心円状に伝
動する速度の３０分の１の速度でしか厚さ方向に熱を伝
えないことになる。

これは、両シート状体で高温物を覆った場合、シート状
体の内側表面と外側表面の差が膨張黒鉛製のものの方が
大きい、即ち断熱効果が高いことを示している。

マット状とした断熱材の中間部にこれを介入させると、
これが無機質材料の気孔や空間を遮断することとあいま
って実に強力な断熱効果を示すことになる。

ここで「板状体」とは、前述した膨張黒鉛より成るもの
で、膨脹黒鉛を圧延加工等でシート状にしたものを指す
が、これに限定するものでなく、膨脹黒鉛の板状体を波
型に成型したものや、皺を寄せた形状のものでもよい。

板状体の厚みとしては、０．５〜２．０ｍ＋ｗ程度が好
適であったが、大きな高温の装置に使用する断熱材とし
ては、より厚いものでもよい。

「挟持」とは、サンドインチ状に挟むことを指す。挟む
枚数は特に限定するものではなく、１又は複数でよい。

挟持は、接着しても、圧着しても単に挟むだけでもよい
。接着する場合には、接着剤としてはフェノール樹脂系
のものやエチレン・酢酸ビニル共重合体系のものが好適
であったが、特に限定するものではない。

また、挟持するだけでなく、表面にも膨脹黒鉛シートを
貼着してもよい。このようにすると、繊維が表面に出す
、取り扱いが容易になり、且つグラスウール等によって
作業者が手等に傷を受ける心配もない。

以上説明した通り、本発明の要旨は膨脹黒鉛のシートを
中間に挟持するところにあり、これによって断熱効果を
高めるところにある。

［実施例］ 以下図面に示す実施例に基づいて本発明を更に詳細に説
明する。

第１図は、本発明に係る断熱材１の１例を示す斜視図で
ある。本例では、３００　Ｘ　３００ｍｍで厚さが１２
．５ｍｍのセラミック繊維の２枚のマット２の中間に０
．４ｍｍの膨脹黒鉛シート３を挟持したものである。膨
脹黒鉛シートは、ＳＧレシート住友金属工業■製）を使
用した。この例を用いて、中間部に膨脹黒鉛を挟持しな
いものと断熱効果を比較実験した。比較例として、中間
部に０．４１の鉄板を挟持したもの、及び膨脹黒鉛シー
トの厚みを０．７＋ｙｖ＋とじたものも実験した。

実験方法は、第２図に示すように、炉内温度が３００℃
の炉４の開口部に上記の種々の断熱材５を直接置き、断
熱材５の中間部分Ａ（即ち、挟持物６の外側表面）及び
外表面Ｂの温度を比較した。

その結果を表−１に示す。表からも明らかなように、単
に２枚のマットを合わせたものより鉄板を中間に挟持し
たものの方が断熱効果が大きいことが分かる。これは、
鉄板自体の断熱効果の大きさによると言うよりも、鉄板
により放射熱を遮断することと、鉄板を挟持することに
よって、その部分に空間ができるためと考えられる。

さらに、本発明の例では、この鉄板以上の効果表−１ が認められ、その断熱効果が非常に大きいことが分かる
。

また、前記の１２．５ｍｍの２枚を合わせた例と同様の
断熱効果を奏するものを、膨脹黒鉛シートを挟持しない
もので製造すると、厚みがほぼ４０ｍｍとなった。

非常に薄い膨脹黒鉛シートを挟持するだけで、断熱効果
が従来のものより飛躍的に延びるものである。

［発明の効果コ 以上詳細に説明したように本発明に係る断熱材には、次
のような効果がある。

■　無機質材料の間に、挟持物を嵌挿しているため、対
流（空気の通過）を防止するという機能を有し、且つ耐
熱性が非常に高い。

■　断熱効果が大きいため、断熱材の厚みを小さくでき
、装置全体がコンパクトになる。

■　高温の火炎にさらされる場所における使用であって
も、膨脹黒鉛の挿入により、コンパクトとなる。このこ
とは、単に防火構造体等のコンパクト化による省スペー
スを実現容易とするばかりでなく、その取り付は時にお
いても薄いもので良いためコーナ一部分や折り返し部分
等の工事が非常に簡単なものとなる。

■　さらに、従来と同様の厚みでは断熱効果が大きいた
め、表面温度が下がり、効率が向上するとともに危険性
も減少する。

■　また、本発明断熱材自体は非常に安価で製造も簡単
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の一つを示す斜視図、第２図は
本発明断熱材の効果を示すための実験設備の概要を示し
た概略図である。 １・・・本発明断熱材 ３・・・膨張黒鉛シート ５・・・断熱材 Ａ・・・断熱材中間部分 Ｂ・・・断熱材外表面 ２・・・マット ４・・・炉 ６・・・挟持物 Ｂ・・・断熱材外表面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、無機質マットの中間部に膨張黒鉛製の板状体を挟持
   したことを特徴とする断熱材。